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電化學(xué)檢測(cè)法在黃酮類化合物檢測(cè)中的應(yīng)用

2023-01-28 06:03:46許博陽
山西化工 2022年9期
關(guān)鍵詞:微電極黃酮類碳納米管

許博陽

(山西興新安全生產(chǎn)技術(shù)服務(wù)有限公司,山西 太原 030024)

黃酮類化合物屬于一種抗氧化劑,其主要分布在植物的種子、鮮花、樹根中。從醫(yī)學(xué)層面講,黃酮類化合物具有一定抗菌、抗癌、抗氧化以及消炎的作用,對(duì)人類具有一定的好處。尤其在近些年來隨著各種疾病的發(fā)生,黃酮類化合物需求量越來越大[1]。為保證黃酮類化合物能夠發(fā)揮其應(yīng)有的藥效,需加強(qiáng)對(duì)黃酮類化合物的檢測(cè)。電化學(xué)檢測(cè)法目前被廣泛應(yīng)用于檢測(cè)領(lǐng)域,其具有較高的靈敏度、較好的選擇性、較快的分析速度以及方便的操作等優(yōu)勢(shì)。本文重點(diǎn)研究電化學(xué)檢測(cè)法在黃酮類化合物檢測(cè)中的應(yīng)用。

1 概述

研究表明,黃酮類化合物廣泛存在于植物中,其具有較強(qiáng)的抗氧化特性。實(shí)現(xiàn)對(duì)黃酮類化合物的定量、定性分析對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量控制、評(píng)估以及藥效等方面的研究具有重大意義。對(duì)于黃酮類化化合物的分析而言主要依靠是否能夠準(zhǔn)確對(duì)其定性定量的檢測(cè)。近年來,在實(shí)際需求的引導(dǎo)下人們對(duì)植物、食品以及藥品中的黃酮類化合物的分離十分感興趣[2]。用于對(duì)黃酮類化合物檢測(cè)的方法包括有分光光度法、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、超臨界流體色譜法以及電化學(xué)法。上述各類檢測(cè)方法的對(duì)比如下:

1)分光光度法雖然檢測(cè)成本低、操作簡(jiǎn)單;但是,分光光度法無法實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)樣品的分離,而且檢測(cè)誤差較大。

2)液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法檢測(cè)效率高,但是該種檢測(cè)方法設(shè)備昂貴。

3)其他一些檢測(cè)方法,如紫外-可見光檢測(cè)器對(duì)黃酮類化合物樣品的特性具有選擇性,即其僅可對(duì)沒有紫外吸收的黃酮類化合物進(jìn)行檢測(cè)。

電化學(xué)分析法主要通過對(duì)待檢測(cè)物質(zhì)的電位、電流以及電量等參數(shù)的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)待檢測(cè)物質(zhì)生物特性的檢測(cè)。黃酮類化合物具有較好的電化學(xué)活性,在某種程度上黃酮類化合物的生物特性與其氧化還原反應(yīng)存在較大的關(guān)系[3]。因此,從理論上講,采用電化學(xué)法分析法實(shí)現(xiàn)對(duì)黃酮類化合物的檢測(cè)在原理上是可行的。

化學(xué)修飾電極是實(shí)現(xiàn)電化學(xué)檢測(cè)功能的關(guān)鍵。目前,碳納米管、石墨烯、納米顆粒等材料已經(jīng)在化學(xué)修飾電極中廣泛應(yīng)用。本文將采用還原氧化石墨烯/多壁碳納米管/金納米顆粒稀釋碳纖維微電極對(duì)黃酮類化合物進(jìn)行檢測(cè)。

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 實(shí)驗(yàn)儀器

采用電化學(xué)檢測(cè)法對(duì)黃酮類化合物進(jìn)行檢測(cè),涉及到的關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)儀器如表1 所示:

表1 基于電化學(xué)法檢測(cè)黃酮類化合物的關(guān)鍵儀器

此外,還需為實(shí)驗(yàn)配套自組裝毛細(xì)管電泳系統(tǒng)、三類電極。電極包括有工作電極、對(duì)電極和參比電極。其中,工作電極采用還原氧化石墨烯/多壁碳納米管/金納米顆粒稀釋碳纖維微電極;對(duì)電極采用鉑絲電極;參比電極采用飽和甘汞電極。

2.2 還原氧化石墨烯/多壁碳納米管/金納米顆粒稀釋碳纖維微電極的制備

本次電化學(xué)檢測(cè)的核心為還原氧化石墨烯/多壁碳納米管/金納米顆粒稀釋碳纖維微電極,該電極是以碳纖維微電極為基礎(chǔ)進(jìn)行制備[4]。本小節(jié)重點(diǎn)研究以碳纖維微電極為基礎(chǔ)制備還原氧化石墨烯/多壁碳納米管/金納米顆粒稀釋碳纖維微電極,具體流程如下:

1)采用金相砂紙將碳纖維微電極表面進(jìn)行打磨,將打磨完成的電機(jī)分別按照順序在二次水、無水乙醇以及二次水中進(jìn)行超聲處理,處理時(shí)間為5 min,并在室溫環(huán)境下晾干。

2)將1)處理后的電極置于氯金酸和硝酸鉀的混合溶液中,其中,氯金酸的質(zhì)量濃度為0.4 g/L,硝酸鉀的濃度為0.1 mol/L;并在-0.2 V 的電壓下進(jìn)行沉積20 s。對(duì)沉積處理的電極取出后采用二次水進(jìn)行沖洗,并在自然環(huán)境下晾干。

3)將2)處理電極插入還原氧化石墨烯、多壁碳納米管混合液中;為避免電極的活性表面積擴(kuò)大,不要將電極浸入太深,取出在室溫環(huán)境下晾干。每次浸入20 s,共浸入2 次,中間間隔30 min。

4)將3)中的電極置于pH=4.1,濃度為0.1 mol/L的磷酸鹽溶液中,在電極與磷酸鹽溶液發(fā)生還原反應(yīng)250 s。將反應(yīng)后的電機(jī)取出在室溫環(huán)境下晾干后即完成還原氧化石墨烯/多壁碳納米管/金納米顆粒稀釋碳纖維微電極的制備[5]。

2.3 黃酮類化合物的提取

桑葉中富含黃酮類化合物,取2 g 桑葉,將其在50 ℃的環(huán)境中烘干后進(jìn)行粉碎;將桑葉粉末置于250 mL 的蒸餾燒瓶中,并加入80 mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的乙醇溶液中,采用水浴加熱的方式將其加熱至80 ℃并回流4.5 h。采用直徑為22 μm 的過濾篩進(jìn)行過濾處理,并對(duì)過濾所得的濾液旋蒸,并將旋蒸后的溶液置于10 mL 比色管中,并添加一定量的無水乙醇;再次采用直徑為22 μm 的過濾篩進(jìn)行過濾處理,所得濾液為桑葉提取液,即為待測(cè)液體。

3 黃酮類化合物的檢測(cè)

經(jīng)研究表明,在對(duì)黃酮類化合物進(jìn)行檢測(cè)時(shí)在其中加入一定量的紫云英苷、蘆丁和異槲皮苷可提升電極的重現(xiàn)性,且可保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

因此,取2.3 中待測(cè)液體1 mL,在其中加入7 mL的緩沖溶液對(duì)待測(cè)液體進(jìn)行稀釋。分別在稀釋后的待測(cè)液體中加入濃度為40 μmol/L 的紫云英苷、蘆丁和異槲皮苷溶液,分3 次對(duì)其中的黃酮類化合物的含量進(jìn)行檢測(cè),每次檢測(cè)結(jié)果如表2 所示:

表2 黃酮類化合物檢測(cè)結(jié)果

如表2 所示,所檢測(cè)的桑葉中的黃酮類化合物的含量與實(shí)際含量的偏差低于6%,滿足規(guī)范要求。

4 結(jié)語

黃酮類化合物為醫(yī)學(xué)上應(yīng)用較為廣泛的化合物,其對(duì)人體具有消炎、抗菌、抗癌、抗氧化的作用。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)黃酮類化合物的精確、快速檢測(cè),本文提出了采用還原氧化石墨烯/多壁碳納米管/金納米顆粒稀釋碳纖維微電極為核心的電化學(xué)檢測(cè)法對(duì)桑葉中的黃酮類化合物的量檢測(cè)方法??偨Y(jié)如下:

1)基于碳纖維微電極制備的還原氧化石墨烯/多壁碳納米管/金納米顆粒稀釋碳纖維微電極,在其中加入一定量的紫云英苷、蘆丁和異槲皮苷可提升電極的靈敏度和檢測(cè)的穩(wěn)定性。

2)基于電化學(xué)檢測(cè)法對(duì)黃酮類化合的檢測(cè),所檢測(cè)值與實(shí)際值的偏差低于6%。

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